鋼液連鑄三流T型中間包結構優(yōu)化研究.pdf

1、本文通過物理模擬和數(shù)學模擬對三流T型連鑄中間包流體流動行為進行了研究，得出了最佳的中間包結構。根據(jù)相似原理，在實驗室以相似比為1∶2.5建立了中間包模型，進行水模擬試驗。依據(jù)連續(xù)性方程、動量方程、能量方程、湍動能方程及湍動能耗散率方程建立數(shù)學模型，利用FLUENT軟件對原方案和水模擬優(yōu)化方案的流場、溫度場及夾雜物上浮去除情況進行了模擬計算。
　　在原方案中間包結構下，流體流動不合理。流體流動的峰值濃度時間較短，活塞流體積分率小。中

2、間包內(nèi)存在較大的死區(qū)，其體積分數(shù)超過30％，使中間包的有效容積減少近三分之一，不利于鋼液中夾雜物的碰撞長大及上浮去除。同時流體沖刷包壁嚴重。
　　針對原方案控流裝置不合理的情況，重新設計了不同形狀和尺寸的湍流控制器及導流隔墻。經(jīng)過測定不同方案中間包流體流動特性，發(fā)現(xiàn)采用方形湍流控制器效果較好。導流隔墻的導流孔角度改變后，流體流動軌跡發(fā)生了改變，有效避免了流體直接沖擊中間包前側墻，同時也使流體產(chǎn)生了向熔池表面的流動趨勢。采用6#方案

3、，中間包死區(qū)體積分數(shù)分別減小到15.4％和16.6％，較原方案分別減少了49.2％、49.8％。
　　經(jīng)過對原方案和6#、14#兩種水模擬優(yōu)化方案進行數(shù)學模擬，發(fā)現(xiàn)原方案流場較混亂，流體上揚趨勢不明顯，且流體直接沖刷中間包包壁。優(yōu)化方案明顯改變了中間包流場，避免了流體對包壁直接沖刷，并且在近液面處形成了大的環(huán)流。溫度場模擬表明，原方案溫度分布不合理，中間包前后呈階梯分布，最低溫度較低，最大溫差達到35K。優(yōu)化方案大幅度提高了最低溫